鄂尔多斯盆地天环坳陷奥陶系马家沟组层序地层研究

潘 进

（成都理工大学沉积地质研究院，四川 成都610059）

鄂尔多斯盆地西南缘下古生代位于鄂尔多斯台地与古秦岭洋之间，构造位置特殊，其奥陶系各沉积期构造格局、沉积环境差异很大［1－3］。天环坳陷地处鄂尔多斯盆地西南部，西邻西缘冲断带和六盘山冲断带，南接秦祁褶皱带，受不同性质的构造单元影响，成为盆地西南缘多期构造应力承接释放区，其区域构造位置十分独特［4］。下面，笔者依据研究区沉积地层特征，通过对层序界面进行识别，对鄂尔多斯盆地西南缘天环坳陷奥陶系马家沟组层序地层进行了研究，以便为该研究区的油气勘探提供参考。

1 层序界面的识别

层序的划分标志是通过以不整合面以及与之相对应的整合面作为界限来进行划分的［5］，因而在划分层序时首现要进行层序界面识别。通过观测多个野外露头剖面及对钻井资料进行综合研究，发现该研究区奥陶系马家沟组地层主要存在4种层序界面。

1.1 不整合面

地层之间的不整合接触是地面露头和地震剖面上常见的地质现象，对于划分地层层序、确定地层格架和构造运动等具有重要意义［6］。研究区马家沟组底界面是一个典型的不整合面，其形成原因是晚冶里亮甲山的沉积完成之后，在华北发生了一次构造运动——怀远运动，使地区上升到海平面以上成为陆地，导致马家沟组在部分地区超覆在时代地层之上，由于大部区域遭受风化剥蚀，因而产生了分布极其广泛的古风化壳。此外，在该研究区奥陶系顶面也发现古风化壳接触的不整合面 （见图1）。

1.2 渣状层

渣状层又称为渣状土，是由于海平面下降时导致沉积的间断，是地层暴露在外并且遭受风化剥蚀以及淡水在其中进行的淋滤和溶解等作用而形成的。渣状层在研究区内相对较为发育，如尧山三眼桥剖面的奥陶系顶部分布有杂色膏质、铁质渣状层、铝土质 （见图2），在河津西磑口剖面中含有铁铝泥质渣状层 （见图3）。

1.3 古喀斯特作用面

由于构造抬升作用或者因为海平面下降等原因，当地层从水体之下抬升至地表时，部分可溶性碳酸盐岩被含有二氧化碳的地下水侵蚀、淋滤而形成古喀斯特作用面。在奥陶系马家沟组顶部中古喀斯特作用面发育，如岐山剖面发育有岩溶角砾灰岩 （见图4）。

图1 马四段中厚层豹斑灰岩与太原组泥岩界面，风化壳接触 （河津西峪口剖面）

图2 奥陶系顶部风化壳，含杂色膏质，铝土质，铁质渣状层 （尧山三眼桥剖面）

图3 风化壳的铁铝泥质沉积，覆在马四段灰岩上（河津西磑口剖面）

图4 马家沟组顶部古卡斯特作用形成的岩溶角砾灰岩（歧山崛山森林公园剖面）

1.4 冲刷侵蚀面

当海平面上升同时滨岸带后退时，由于水流作用，海水会对之前已经沉积下来的地层进行一定侵蚀，从而形成冲刷侵蚀面，其类型主要分为水进冲刷侵蚀面、河道冲刷侵蚀面和斜坡重力流冲刷侵蚀面［7－8］。在研究区富平赵老峪剖面中，可见该类层序界面广泛发育。

2 层序划分及其对比

根据马家沟组典型层序界面分析，并结合前人研究成果，将鄂尔多斯盆地天环坳陷马家沟组划分为6个三级层序 （由OSQ1～OSQ6组成）。低位体系域在该研究区不发育；海侵体系域由OSQ1、OSQ2、OSQ3、OSQ4的海侵体系组成；高位体系域由OSQ4部分、OSQ5整个和OSQ6部分高位体系组成。各层序特征描述如下。

2.1 OSQ1层序

该层序对应于天环坳陷马家沟组一段地层，其底界面为Ⅰ型界面，是一个隆升形成的平行不整合面。该层序处于海侵早期，主要形成了陆表海内部的边缘陆棚斜坡以及局限台地环境，主要由中薄层白云岩及泥质白云岩组成。该层序海侵体系域中，主要发育泥质白云岩、细晶白云岩和泥质灰岩。另外，该层序还包括高位体系域，主要由灰色白云岩、膏盐、白云质灰岩等组成。

2.2 OSQ2层序

该层序对应于天环坳陷马家沟组二段地层，其底界面为Ⅱ型界面，是岩性和岩相的转换面。该层序从下向上呈现一个较为缓慢的海侵过程，其中中央古隆起出露于海平面之上，主要由白云岩和灰岩组成。该层序包含海侵体系域和高位体系域，其中海侵体系域为灰色灰岩或白云质灰岩以及灰质白云岩；高位体系域为灰色豹皮状灰岩和灰色白云岩以及藻云岩夹薄层膏盐。该层序的沉积环境是局限台地沉积环境至边缘陆棚斜坡环境。

2.3 OSQ3层序

该层序对应于天环坳陷马家沟组三段地层，其底界面为Ⅱ型界面。该层序中央古隆起与OSQ2层序初始过程相似，其出露于海平面之上，因此未能接受沉积。该层序的特征是发育厚层膏盐和盐岩，这是在台地内部局限台地中形成的。海侵体系域以灰色灰岩和泥质白云岩为主，并且夹膏盐或盐岩及薄层泥岩。高位体系域富含有泥质白云岩、藻云岩、盐岩和膏盐。

2.4 OSQ4层序

该层序对应于天环坳陷马家沟组四段地层，其底界面为Ⅱ型界面。该层序在最大海泛期时，中央古隆起大部分地层位于水下，与此同时庆阳地区形成了相对的上升地层，形成了水上隆起 （庆阳古隆起）。该层序主要由白云岩、豹斑灰岩和灰岩组成，同时发育海侵体系域和高位体系域。海侵体系域由灰色灰岩、白云质灰岩组成，同时局部含硅质结核；高位体系域主要由白云质灰岩、豹斑灰岩和白云岩组成。该层序的沉积环境为开阔－局限台地环境［9］。

2.5 OSQ5层序

该层序对应于天环坳陷马家沟组五段地层，其界面为Ⅱ型界面。在该层序发育过程中，庆阳古隆起始终出露于海平面之上，未能接受沉积，产生了沉积间断。该层序主要由白云岩、膏质白云岩和膏盐组成，同时发育海侵体系域和高位体系域。海侵体系域主要由中厚层状白云岩和白云质灰岩夹膏盐以及薄层泥岩组成；高位体系域发育灰色白云岩、灰质白云岩以及膏盐。

2.6 OSQ6层序

该层序对应于天环坳陷马家沟组六段地层，其界面为Ⅱ型界面。在该层序发育过程中，由于地层隆升及海退的影响，盆地内大部分地区露出于地表之上，形成了鄂尔多斯古隆起。该层序包括海侵体系域和高位体系域。海侵体系域为灰色灰岩及白云质灰岩，同时可见鲕粒灰岩以及含燧石团块灰岩；高位体系域主要由灰色灰岩、泥质灰岩、藻灰岩和白云质灰岩组成。

3 结 论

1）鄂尔多斯盆地天环坳陷奥陶系马家沟组层序地层主要存在4种层序界面，即不整合面、渣状层、古喀斯特作用面和冲刷侵蚀面。

2）根据典型层序界面和体系域分析，将鄂尔多斯盆地天环坳陷奥陶系马家沟组划分为6个三级层序：OSQ1层序处于海侵早期，主要形成了陆表海内部的边缘陆棚斜坡以及局限台地环境；OSQ2层序处于局限台地沉积环境至边缘陆棚斜坡环境；OSQ3层序在台地内部局限台地形成；OSQ4层序处于开阔－局限台地环境；OSQ5层序主要由白云岩、膏质白云岩和膏盐组成；在OSQ6层序发育过程中，由于地层隆升以及海退的影响，盆地内大部分地区露出于地表之上，形成了鄂尔多斯古隆起。

［1］冯增昭，彭勇民，金振奎，等 .中国早奥陶世岩相古地理 ［J］.古地理学报，2003，5（1）：1－16.

［2］付金华，郑聪斌 .鄂尔多斯盆地奥陶纪华北海和祁连海演变及岩相古地理特征 ［J］.古地理学报，2001，3（4）：25－34.

［3］高振中，罗顺社，何幼斌 .鄂尔多斯地区西缘中奥陶世等深流沉积 ［J］.沉积学报，1995，13（4）：16－25.

［4］赵彦德，刘显阳，张雪峰，等 .鄂尔多斯盆地天环坳陷南段侏罗系原油油源分析 ［J］.现代地质，2011，25（1）：85－93.

［5］朱筱敏 .层序地层学 ［M］.东营：中国石油大学出版社，2006.

［6］陈发景，张光亚，陈昭年 .不整合分析及其在陆相盆地构造中的意义 ［J］.现代地质，2004，18（3）：269－275.

［7］王峰，陈洪德，赵俊兴，等 .鄂尔多斯盆地寒武系——二叠系层序界面类型特征及油气地质意义 ［J］.沉积与特提斯地质，2011，31 （1）：6－12.

［8］陈安清 .鄂尔多斯地块早古生代盆地演化与物质聚集规律 ［D］.成都：成都理工大学，2010.

［9］许强 .鄂尔多斯盆地西南缘奥陶系马家沟组沉积体系 ［D］.成都：成都理工大学，2011.